数字电路 时序逻辑电路

设置
初态
111
110
101 100
5.依据状态图画出波形图
波形图显示状态转换
CP Q0 Q1 Q2
思考题：试设计一个四位二进制同步加法计数 器电路，并检验其正确性。
Q2 J2
&
Q2 K2
Q1 J1 Q1 K1
Q0 J0 Q0K0
CP 计数脉冲
三位二进制同步加法计数器
分析方法2－列表法: 1. 先列写控制端的逻辑表达式： J2 = K2 = Q1Q0 J1 = K1 = Q0
J0 = K0 = 1
Q0： 来一个CP，它就翻转一次； Q1：当Q0＝1时，它可翻转一次； Q2：只有当Q1Q0＝11时，它才能翻转一次。
2. 再列写状态转换表，分析其状态转换过程。
CP
原状态 Q2 Q1 Q0
J2＝
控 K2＝
制
端
J1＝ K1＝ J0＝1
K0＝1
下,状态, ,
Q2 Q1 Q0
Q1Q0 Q1Q0 Q0 Q0
K1 Q1
J2 Q2 FF2
K2 Q2
&C
解：① 分析电路组成。
② 写出驱动方程和输出方程。
n
J0 Q2 ,
J1 Q0n ,
J2 Q0n Q1n ,
K0 1 K1 Q0n K2 1
C
n
Q0
n
Q1
Q2n
③ 求状态方程。将驱动方程代入JK触发 器的特征方程
Qn1
n
JQ
KQn ,
可得：
Q n1 2
7.3.2 异步计数器的分析
异步计数器的特点：在异步计数器内部，有的 触发器直接受输入计数脉冲控制，有的触发器 则是把其它触发器的输出信号作为自己的时钟 脉冲，因此各个触发器状态变换的时间先后不 一，故被称为“ 异步计数器 ”。
例：三位二进制异步加法计数器。
Q2Q1Q0
CP
计数 脉冲
D0 Q0 Q0
2.写出所使用触发器的特性方程
Qn1 JQn KQn
3.将驱动方程代入特性方程,写出该电路的状态方程
Qn1 0
Q0n
CP的下降边翻
Qn1 1
Qn0 Q1n
Q0nQ10
CP的下降边翻
Qn1 2
Q1nQn0 Q2n
Q1nQn0 Qn2
CP的下降边翻
4.画出该电路的状态转换图
000
001 010 011
时序电路的基本单元：触发器。
§7.2 时序逻辑电路的分析方法
一、时序逻辑电路的一般分析方法
特点
X(x1,x2,…xi)
组合器件
Z(z1,z2,…zj)
Y(y1,y2,…yn) 存储器件
W(w1,w2,…wm)
一般分析方法 例1： 分析下图所示电路的逻辑功能。
J0 Q0
CP
FF0
K0 Q0
J1 Q1 FF1
Q2态 辑J2 转 功换能& 图。，Q这1 J1样来分Q0析J0 其逻
Q2 K2
Q1 K1
Q0K0
CP 计数脉冲
三位二进制同步加法计数器
Q2 J2
&
Q2 K2
Q1 J1 Q1 K1
Q0 J0 Q0K0
CP 计数脉冲
三位二进制同步加法计数器
分析步骤:
1. 先列写控制端的逻辑表达式，即驱动方程：
J2 = K2 = Q1Q0 J1 = K1 = Q0 J0 = K0 = 1
计数 脉冲
CP
(即控制端的逻辑表达式)。
J2 = Q1Q0 ， K2 ＝ 1 (
CP )
J1 = K1 ＝ 1
(
J0 = Q2 ， K0 ＝ 1 (
Q0 ) CP )
D1 Q1 Q1
D2 Q2 Q2
三位二进制异步加法计数器
000 0 01 010
0 11 100
1 01
思考题：试画出三位二进
1 10 1 11
制异步减法计数器的电路 0 0 0 图，简并单分的析时其序工电作路过,直程接。列真值0 表0 或1
画时序波形图就能分析清楚0其1 0
异步计数器优点：电路简单、可靠。 逻辑功能。
§7.3 计数器
7.3.1 计数器的功能和分类
1. 计数器的作用
记忆输入脉冲的个数；用于定时、分频、产 生节拍脉冲及进行数字运算等等。
2. 计数器的分类
按工作方式分：同步计数器和异步计数器。
按功能分：加法计数器、减法计数器和可逆计数器。
按计数器的计数容量(或称模数)来分：各种不同的 计数器，如二进制计数器、十进制计数器、二－十 进制计数器等等。
8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 000
3. 还可以用波形图显示状态转换表。
CP Q0 Q1 Q2
思考题：试设计一个四位二进制同步加法计数 器电路，并检验其正确性。
7.3.4 任意进制计数器的分析
例：
Q2 J2
Q1 J1
Q0 J0
Q2 K2
Q1 K1
分析步骤：
1. 写出各触发器的驱动方程
Q0 K0
1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 001
2 0 0 1 0 0 1 1 1 1 010
3 0 1 0 0 0 0 0 1 1 011
4 0 1 1 1 1 1 1 1 1 100
5 1 0 0 0 0 0 0 1 1 101
6 1 0 1 0 0 1 1 1 1 110
7 1 1 0 0 0 0 0 1 1 111
第七章 时序逻辑电路
§7.1 §7.2 §7.3 §7.4 §7.5
概述 时序逻辑电路的分析方法 计数器 寄存器和移位寄存器 计数器的应用举例
§7.1 概述
在数字电路中，凡是任一时刻的稳定 输出不仅决定于该时刻的输入，而且还和 电路原来的状态有关者，都叫做时序逻辑 电路，简称时序电路。
时序电路的特点：具有记忆功能。
001
0
001
010
0
010
011
0
011
100
0
100
000
1
101
010
0
110
010
0
111
000
0
⑤ 由状态表作如下所示状态图：
Q2Q1Q0/C 111
110
000 /0
/0 001
010
101
/0
100
011
/1
/0
⑥ 结论：该电路是一个同步五进制（模5）的加 法计数器，能够自动启动，C为进位端。
n
J2 Q2
K2Q2n
Q0nQ1n
n
Q2
,
CP
Q n1 0
n
J0 Q0
K0Q0n
nn
Q2 Q0 ,
CP
Q n1 1
n
J1Q1
K1Q1n
Q0n
Q1n ,
CP
④ 将输入信号和现态的各种取值组合代入状态 方程，得到状态表，如下表所示：
C Q
n 2
Q1n
Q0n
Q Q Q n1 n1 n1
2ห้องสมุดไป่ตู้
10
000
异步计数器缺点：速度慢。
Q0Q1
7.3.3 同步计数器的分析
同步计数器的特点：在同步计数器内部，各个 触发器都受同一时钟脉冲——输入计数脉冲的 控制，因此，它们状态的更新几乎是同时的， 故被称为 “ 同步计数器 ”。
例：三位复二杂进的制时同序步电加路法，计就数要器先。写驱动 方程，再写出状态方程，画出状